Geri Dön

Modelling and optimization of various renewable energy based thermochemical cycles for hydrogen production

Hidrojen üretimi için çeşitli yenilenebilir enerji bazlı termokimyasal döngülerin modellenmesi ve optimizasyonu

  1. Tez No: 752231
  2. Yazar: ONUR ORUÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM DİNÇER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 178

Özet

Bu tez kapsamında yeşil hidrojen üretimi, farklı termokimyasal çevrimler aracılığı ile irdelenmektedir. İncelenen üç farklı termokimyasal su ayrıştırma ve hidrojen üretim yöntemleri termodinamik açıdan performans değerlendirmesine tabi tutulmaktadır. Bu değerlendirmelere ek olarak, çevrimler eksergoekonomik ve eksergoçevresel açıdan da incelenmektedir. Ayrıca, tüm çevrimlerin çok amaçlı optimizasyonları da kapsamlıca yapılmaktadır. Bu çalışma belirlenen üç farklı termokimyasal çevrimin uygulanabilirliğini araştırmayı, daha yüksek ekserji veriminde ve daha düşük maliyetle çalıştırmayı amaçlamaktadır. Bu amaçla beş temel adımda değerlendirme yapılmaktadır: (I) belirlenen termokimyasal çevrimlerin modellenmesi ve simülasyonu, (II) gerçekçi olması açısından literatürden elde edilen ve deneysel veriler ışığında hesaplanan kinetik parametrelerin modellene entegrasyonu, (III) kapsamlı termodinamik, ekonomik ve çevresel analizler ve bunların birlikte değerlendirilmesi (IV) elde edilen veriler ışığında termokimyasal çevrimlerin optimizasyonu ve (V) uygulanabilir enerji sistemlerine her termokimyasal çevrimin ayrı ayrı entegrasyonu. Yapılan analizler ve optimizasyon çalışmaları sonucunda Co-Cl termokimyasal çevriminin enerji ve ekserji verimleri %5.1 ve %7, çevrim maliyeti 6.53 dolar/kg, NaOH termokimyasal çevriminin enerji ve ekserji verimleri %10.7 ve %17.8, çevrim maliyeti 8.47 dolar/kg, Bor termokimyasal çevriminin enerji ve ekserji verimleri %20.3 ve %27.8, çevrim maliyeti ise 9.47 dolar/kg olarak hesaplanmaktadır.

Özet (Çeviri)

In this study, clean hydrogen production is examined through three thermochemical cycles. The three different thermochemical water separation and hydrogen production methods examined are subjected to thermodynamic performance evaluation. In addition to these evaluations, cycles are also examined from an exergoeconomic and exergoenvironmental perspective. In addition, multi-objective optimizations of all cycles are carried out extensively. This thesis purpose to explore the feasibility of three different thermochemical cycles, to operate them with higher exergy efficiency and lower cost. For this purpose, five basic steps are evaluated: (I) modeling and simulation of the determined thermochemical cycles, (II) integration of the kinetic parameters obtained from the literature and calculated in the light of experimental data to be realistic, (III) comprehensive thermodynamic, economic and environmental analyses and their combination, evaluation of (IV) optimization of thermochemical cycles in the light of obtained data and (V) integration of each thermochemical cycle separately into applicable energy systems. As a result of the analyses and optimization studies made, the energy and exergy efficiencies of the Co-Cl thermochemical cycle are 5.1% and 7%, and the cycle cost is 6.53 USD/kg, the energy and exergy efficiencies of the NaOH thermochemical cycle are 10.7% and 17.8%, and the cycle cost is 8.47 USD/kg, and the energy and exergy efficiencies of the of the Boron water splitting thermochemical cycle are 20.3% and 27.8%, and the cycle cost is 9.47 USD/kg.

Benzer Tezler

  1. Kömür ve biyokütle karışımlarının gazlaştırılması ve aspen HYSYS programı ile simulasyonu

    Coal and biomass gasification and simulation of gasification systems using aspen HYSYS program

    TANJU NAYIR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERHAN BÖKE

  2. Şebekeden bağımsız yenilenebilir hibrit enerji sistemlerinin boyutlandırmasında yük modelinin etkisi

    Load modelling influence at sizing of offgrid hybrid renewable energy systems

    ALİ GÜVEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖNDER GÜLER

  3. Design and evaluation of energy management systems for connected hybrid and electric vehicles

    Bağlantılı hibrit ve elektrikli araçlar için enerji yönetim sistemleri geliştirilmesi ve değerlendirilmesi

    ABDULEHAD ÖZDEMİR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLKER MURAT KOÇ

  4. Renewable energy utilization in demand-side energy management system based on linear programming optimization algorithm

    Başlık çevirisi yok

    MUNA KAMIL HARMOOSH ALMASHHADANI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MESUT ÇEVİK

  5. Mezo ölçek model rüzgar şiddeti öngörü sonuçlarının yapay sinir ağları ve k en yakın komşu algoritması ile iyileştirilmesi

    Artificial neural networks and k nearest neighborhood algorithm approach to improving wind speed prediction of the mesoscale forecast model results

    DUYGU AKYIL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ